Χρησιμοποιούμε cookies για να βελτιώσουμε την εμπειρία σας.Συνεχίζοντας την περιήγηση σε αυτόν τον ιστότοπο, συμφωνείτε με τη χρήση των cookies από εμάς.Επιπλέον πληροφορίες.
Σε ένα πρόσφατο άρθρο που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Additive Manufacturing Letters, οι ερευνητές συζητούν τη διαδικασία τήξης με λέιζερ για σύνθετα υλικά χαλκού που βασίζονται σε ανοξείδωτο χάλυβα 316L.
Έρευνα: Σύνθεση σύνθετων υλικών ανοξείδωτου χάλυβα-χαλκού 316L με τήξη λέιζερ.Πίστωση εικόνας: Πεντάλ σε απόθεμα / Shutterstock.com
Αν και η μεταφορά θερμότητας μέσα σε ένα ομοιογενές στερεό είναι διάχυτη, η θερμότητα μπορεί να ταξιδέψει μέσω μιας στερεής μάζας κατά μήκος της διαδρομής της ελάχιστης αντίστασης.Στα θερμαντικά σώματα αφρού μετάλλου, συνιστάται η χρήση ανισοτροπίας θερμικής αγωγιμότητας και διαπερατότητας για αύξηση του ρυθμού μεταφοράς θερμότητας.
Επιπλέον, η ανισότροπη θερμική αγωγιμότητα αναμένεται να συμβάλει στη μείωση των παρασιτικών απωλειών που προκαλούνται από την αξονική αγωγιμότητα σε συμπαγείς εναλλάκτες θερμότητας.Διάφορες μέθοδοι έχουν χρησιμοποιηθεί για την αλλαγή της θερμικής αγωγιμότητας των κραμάτων και των μετάλλων.Καμία από αυτές τις προσεγγίσεις δεν είναι κατάλληλη για την κλιμάκωση των στρατηγικών ελέγχου κατεύθυνσης για τη ροή θερμότητας σε μεταλλικά εξαρτήματα.
Τα Metal Matrix Composites (MMC) παράγονται από σκόνες αλεσμένης με σφαίρα χρησιμοποιώντας τεχνολογία τήξης λέιζερ σε κλίνη πούδρας (LPBF).Μια νέα υβριδική μέθοδος LPBF προτάθηκε πρόσφατα για την κατασκευή κραμάτων ODS 304 SS με ντόπινγκ πρόδρομων ουσιών οξειδίου του υττρίου σε ένα στρώμα σκόνης 304 SS πριν από την πύκνωση με λέιζερ χρησιμοποιώντας τεχνολογία πιεζοηλεκτρικού inkjet.Το πλεονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι η δυνατότητα επιλεκτικής προσαρμογής των ιδιοτήτων του υλικού σε διαφορετικές περιοχές του στρώματος σκόνης, γεγονός που σας επιτρέπει να ελέγχετε τις ιδιότητες του υλικού εντός του όγκου εργασίας του εργαλείου.
Σχηματική αναπαράσταση της μεθόδου θερμαινόμενης κλίνης για (α) μεταθέρμανση και (β) μετατροπή μελανιού.Πίστωση εικόνας: Murray, JW et al.Επιστολές για την παραγωγή προσθέτων.
Σε αυτή τη μελέτη, οι συγγραφείς χρησιμοποίησαν μελάνι Cu inkjet για να επιδείξουν μια μέθοδο τήξης με λέιζερ για την παραγωγή σύνθετων υλικών μεταλλικής μήτρας με καλύτερη θερμική αγωγιμότητα από τον ανοξείδωτο χάλυβα 316L.Για την προσομοίωση μιας υβριδικής μεθόδου σύντηξης κλίνης inkjet-σκόνης, ένα στρώμα σκόνης από ανοξείδωτο χάλυβα προστέθηκε με πρόδρομες μελάνες χαλκού και μια νέα δεξαμενή χρησιμοποιήθηκε για τον έλεγχο των επιπέδων οξυγόνου κατά την επεξεργασία με λέιζερ.
Η ομάδα δημιούργησε σύνθετα υλικά από ανοξείδωτο χάλυβα 316 λίτρων με χαλκό χρησιμοποιώντας μελάνι χαλκού inkjet σε περιβάλλον προσομοίωσης κράματος λέιζερ σε κρεβάτι σκόνης.Προετοιμασία χημικών αντιδραστήρων χρησιμοποιώντας μια νέα υβριδική τεχνική inkjet και LPBF που εκμεταλλεύεται την κατευθυντική θερμική αγωγιμότητα για τη μείωση του συνολικού μεγέθους και βάρους του αντιδραστήρα.Αποδεικνύεται η δυνατότητα δημιουργίας σύνθετων υλικών με χρήση μελάνης inkjet.
Οι ερευνητές εστίασαν στην επιλογή των προδρόμων μελάνης Cu και στη διαδικασία κατασκευής για σύνθετα προϊόντα δοκιμής για τον προσδιορισμό της πυκνότητας του υλικού, της μικροσκληρότητας, της σύνθεσης και της θερμικής διάχυσης.Επιλέχθηκαν δύο υποψήφια μελάνια με βάση τη σταθερότητα στην οξείδωση, τα χαμηλά ή καθόλου πρόσθετα, τη συμβατότητα με τις κεφαλές εκτύπωσης inkjet και το ελάχιστο υπόλειμμα μετά τη μετατροπή.
Τα πρώτα μελάνια CufAMP χρησιμοποιούν μυρμηκικό χαλκό (Cuf) ως άλας χαλκού.Ο εξαφθοροακετυλακετονικός βινυλτριμεθυλχαλκός(II) (Cu(hfac)VTMS) είναι ένας άλλος πρόδρομος μελανιού.Πραγματοποιήθηκε ένα πιλοτικό πείραμα για να διαπιστωθεί εάν η ξήρανση και η θερμική αποσύνθεση του μελανιού οδηγεί σε περισσότερη μόλυνση από χαλκό λόγω της μεταφοράς χημικών παραπροϊόντων σε σύγκριση με τη συμβατική ξήρανση και θερμική αποσύνθεση.
Χρησιμοποιώντας και τις δύο μεθόδους, κατασκευάστηκαν δύο μικροκουπόνια και η μικροδομή τους συγκρίθηκε για να προσδιοριστεί η επίδραση της μεθόδου μεταγωγής.Σε φορτίο 500 gf και χρόνο συγκράτησης 15 s, μετρήθηκε η μικροσκληρότητα Vickers (HV) στη διατομή της ζώνης σύντηξης δύο δειγμάτων.
Σχηματική απεικόνιση των βημάτων πειραματικής εγκατάστασης και διαδικασίας που επαναλήφθηκαν για την κατασκευή σύνθετων δειγμάτων 316L SS–Cu που κατασκευάστηκαν χρησιμοποιώντας τη μέθοδο θερμαινόμενης κλίνης.Πίστωση εικόνας: Murray, JW et al.Επιστολές για την παραγωγή προσθέτων.
Διαπιστώθηκε ότι η θερμική αγωγιμότητα του σύνθετου υλικού είναι 187% υψηλότερη από αυτή του ανοξείδωτου χάλυβα 316L και η μικροσκληρότητα είναι 39% χαμηλότερη.Μικροδομικές μελέτες έχουν δείξει ότι η μείωση της διεπιφανειακής ρωγμής μπορεί να βελτιώσει τη θερμική αγωγιμότητα και τις μηχανικές ιδιότητες των σύνθετων υλικών.Για κατευθυντική ροή θερμότητας μέσα στον εναλλάκτη θερμότητας, είναι απαραίτητο να αυξηθεί επιλεκτικά η θερμική αγωγιμότητα του ανοξείδωτου χάλυβα 316L.Το σύνθετο υλικό έχει αποτελεσματική θερμική αγωγιμότητα 41,0 W/mK, 2,9 φορές μεγαλύτερη από αυτή του ανοξείδωτου χάλυβα 316 L και 39% μείωση στη σκληρότητα.
Σε σύγκριση με τον σφυρήλατο και ανοπτημένο ανοξείδωτο χάλυβα 316L, η μικροσκληρότητα του δείγματος στο θερμαινόμενο στρώμα ήταν 123 ± 59 HV, το οποίο είναι 39% χαμηλότερο.Το πορώδες του τελικού σύνθετου υλικού ήταν 12%, το οποίο σχετίζεται με την παρουσία κοιλοτήτων και ρωγμών στη διεπαφή μεταξύ των φάσεων SS και Cu.
Για τα δείγματα μετά τη θέρμανση και το θερμαντικό στρώμα, η μικροσκληρότητα των διατομών της ζώνης σύντηξης προσδιορίστηκε ως 110 ± 61 HV και 123 ± 59 HV, αντίστοιχα, που είναι 45% και 39% χαμηλότερα από τα 200 HV για σφυρήλατα ανόπτηση Ανοξείδωτο ατσάλι 316L.Λόγω της μεγάλης διαφοράς στη θερμοκρασία τήξης του Cu και του ανοξείδωτου χάλυβα 316L, περίπου 315°C, σχηματίστηκαν ρωγμές στα κατασκευασμένα σύνθετα υλικά ως αποτέλεσμα της ρωγμής ρευστοποίησης που προκαλείται από τη ρευστοποίηση του Cu.
Εικόνα ΣΕΒ (πάνω αριστερά) και χάρτης στοιχείων (Fe, Cu, O) μετά τη θέρμανση του δείγματος, που ελήφθη με ανάλυση WDS.Πίστωση εικόνας: Murray, JW et al.Επιστολές για την παραγωγή προσθέτων.
Συμπερασματικά, αυτή η μελέτη καταδεικνύει μια νέα προσέγγιση για τη δημιουργία σύνθετων υλικών 316L SS-Cu με καλύτερη θερμική αγωγιμότητα από τα 316L SS χρησιμοποιώντας ψεκασμένο μελάνι χαλκού.Το σύνθετο υλικό κατασκευάζεται βάζοντας μελάνι σε ένα ντουλαπάκι γαντιών και μετατρέποντάς το σε χαλκό, στη συνέχεια προσθέτοντας σκόνη από ανοξείδωτο χάλυβα στην κορυφή του και στη συνέχεια αναμειγνύοντας και πολυμερίζοντας σε μια συσκευή συγκόλλησης λέιζερ.
Τα προκαταρκτικά αποτελέσματα δείχνουν ότι το μελάνι Cuf-AMP με βάση τη μεθανόλη μπορεί να αποικοδομηθεί σε καθαρό χαλκό χωρίς να σχηματίσει οξείδιο του χαλκού σε περιβάλλον παρόμοιο με τη διαδικασία LPBF.Η μέθοδος θερμαινόμενης κλίνης για την εφαρμογή και τη μετατροπή μελανιού δημιουργεί μικροδομές με λιγότερα κενά και ακαθαρσίες από τις συμβατικές διαδικασίες μετά τη θέρμανση.
Οι συγγραφείς σημειώνουν ότι μελλοντικές μελέτες θα διερευνήσουν τρόπους μείωσης του μεγέθους των κόκκων και βελτίωσης της τήξης και της ανάμειξης των φάσεων SS και Cu, καθώς και των μηχανικών ιδιοτήτων των σύνθετων υλικών.
Murray JW, Speidel Α., Spierings Α. et al.Σύνθεση σύνθετων υλικών ανοξείδωτου χάλυβα-χαλκού 316L με τήξη λέιζερ.Additive Manufacturing Fact Sheet 100058 (2022).https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000329
Αποποίηση ευθύνης: Οι απόψεις που εκφράζονται εδώ είναι αυτές του συγγραφέα ιδιωτικά και δεν αντικατοπτρίζουν απαραίτητα τις απόψεις της AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, του κατόχου και του χειριστή αυτού του ιστότοπου.Αυτή η αποποίηση ευθύνης αποτελεί μέρος των όρων χρήσης αυτού του ιστότοπου.
Ο Surbhi Jain είναι ανεξάρτητος συγγραφέας τεχνολογίας με έδρα το Δελχί της Ινδίας.Έχει Ph.D.Είναι Διδάκτωρ Φυσικής από το Πανεπιστήμιο του Δελχί και έχει συμμετάσχει σε πολλές επιστημονικές, πολιτιστικές και αθλητικές δραστηριότητες.Το ακαδημαϊκό της υπόβαθρο είναι στην έρευνα της επιστήμης των υλικών με εξειδίκευση στην ανάπτυξη οπτικών συσκευών και αισθητήρων.Έχει μεγάλη εμπειρία στη συγγραφή περιεχομένου, την επεξεργασία, την πειραματική ανάλυση δεδομένων και τη διαχείριση έργων, και έχει δημοσιεύσει 7 ερευνητικά άρθρα σε περιοδικά με ευρετήριο Scopus και έχει καταθέσει 2 ινδικές πατέντες με βάση το ερευνητικό της έργο.Είναι παθιασμένη με την ανάγνωση, τη γραφή, την έρευνα και την τεχνολογία και της αρέσει η μαγειρική, το παιχνίδι, η κηπουρική και ο αθλητισμός.
Jainism, Surbhi.(25 Μαΐου 2022).Η τήξη με λέιζερ επιτρέπει την παραγωγή ενισχυμένου ανοξείδωτου χάλυβα και σύνθετων υλικών χαλκού.ΑΖ.Ανακτήθηκε στις 25 Δεκεμβρίου 2022 από https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.
Jainism, Surbhi.«Η τήξη με λέιζερ επιτρέπει την παραγωγή ενισχυμένου ανοξείδωτου χάλυβα και σύνθετων υλικών χαλκού».ΑΖ.25 Δεκεμβρίου 2022 .25 Δεκεμβρίου 2022 .
Jainism, Surbhi.«Η τήξη με λέιζερ επιτρέπει την παραγωγή ενισχυμένου ανοξείδωτου χάλυβα και σύνθετων υλικών χαλκού».ΑΖ.https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.(Από τις 25 Δεκεμβρίου 2022).
Jainism, Surbhi.2022. Παραγωγή σύνθετων υλικών ενισχυμένου ανοξείδωτου χάλυβα/χαλκού με τήξη λέιζερ.AZoM, πρόσβαση στις 25 Δεκεμβρίου 2022, https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.
Σε αυτή τη συνέντευξη, το AZoM συζητά με τον Bo Preston, ιδρυτή της Rainscreen Consulting, σχετικά με το STRONGIRT, το ιδανικό Σύστημα Υποστήριξης Επένδυσης Συνεχούς Μόνωσης (CI) και τις εφαρμογές του.
Το AZoM μίλησε με τον Δρ Shenlong Zhao και τον Δρ. Bingwei Zhang για τη νέα τους έρευνα που στοχεύει στην κατασκευή μπαταριών νατρίου-θείου υψηλής απόδοσης σε θερμοκρασία δωματίου ως εναλλακτική λύση στις μπαταρίες ιόντων λιθίου.
Σε μια νέα συνέντευξη στο AZoM, μιλάμε με τον Jeff Scheinlein του NIST στο Boulder του Κολοράντο για την έρευνά του σχετικά με το σχηματισμό υπεραγώγιμων κυκλωμάτων με συναπτική συμπεριφορά.Αυτή η έρευνα θα μπορούσε να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο προσεγγίζουμε την τεχνητή νοημοσύνη και τους υπολογιστές.
Το Prometheus της Admesy είναι ένα χρωματόμετρο ιδανικό για όλους τους τύπους σημειακών μετρήσεων σε οθόνες.
Αυτή η σύντομη περιγραφή προϊόντος παρέχει μια επισκόπηση του ZEISS Sigma FE-SEM για απεικόνιση υψηλής ποιότητας και προηγμένη αναλυτική μικροσκοπία.
Το SB254 παρέχει λιθογραφία δέσμης ηλεκτρονίων υψηλής απόδοσης με οικονομική ταχύτητα.Μπορεί να λειτουργήσει με διάφορα σύνθετα υλικά ημιαγωγών.
Η παγκόσμια αγορά ημιαγωγών έχει εισέλθει σε μια συναρπαστική περίοδο.Η ζήτηση για τεχνολογία chip έχει ωθήσει και καθυστερήσει την ανάπτυξη του κλάδου και η τρέχουσα έλλειψη chip αναμένεται να συνεχιστεί για κάποιο χρονικό διάστημα.Οι τρέχουσες τάσεις είναι πιθανό να διαμορφώσουν το μέλλον του κλάδου καθώς αυτό συνεχίζεται
Η κύρια διαφορά μεταξύ των μπαταριών με βάση το γραφένιο και των μπαταριών στερεάς κατάστασης είναι η σύνθεση των ηλεκτροδίων.Αν και οι κάθοδοι τροποποιούνται συχνά, τα αλλοτρόπα του άνθρακα μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή ανοδίων.
Τα τελευταία χρόνια, το Διαδίκτυο των Πραγμάτων έχει εφαρμοστεί γρήγορα σε όλους σχεδόν τους τομείς, αλλά είναι ιδιαίτερα σημαντικό στη βιομηχανία ηλεκτρικών οχημάτων.